天宮二號(hào)——中國(guó)首個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室

天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室于2016年9月15日成功發(fā)射，采用實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩艙構(gòu)型，全長(zhǎng)10.4m，艙體最大直徑3.35m，起飛重量8.6t，設(shè)計(jì)在軌壽命2年，是中國(guó)第一個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室，將用于進(jìn)一步驗(yàn)證空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)及進(jìn)行一系列空間試驗(yàn)。天宮二號(hào)主要開(kāi)展地球觀測(cè)和空間地球系統(tǒng)科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)、空間技術(shù)和航天醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用和試驗(yàn)，包括釋放伴飛小衛(wèi)星，完成貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)的對(duì)接。

1.在軌測(cè)試與檢查

在發(fā)射后的近一個(gè)月時(shí)間內(nèi)，天宮二號(hào)將完成平臺(tái)和應(yīng)用載荷的在軌測(cè)試。此后，轉(zhuǎn)入獨(dú)立運(yùn)行模式，開(kāi)展部分空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。神舟十一號(hào)載人飛船發(fā)射臨近前，天宮二號(hào)將再次進(jìn)行狀態(tài)和功能檢查，確認(rèn)是否滿足載人交會(huì)對(duì)接條件和駐留條件。

2.航天員中期駐留

10月發(fā)射神舟十一號(hào)載人飛船，兩飛行器在高度約393km軌道上交會(huì)對(duì)接，2名航天員訪問(wèn)空間實(shí)驗(yàn)室，在軌駐留30天，整個(gè)任務(wù)安排的應(yīng)用和技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目共計(jì)40多項(xiàng)。

3.在軌維修技術(shù)試驗(yàn)

利用高度優(yōu)勢(shì)開(kāi)展地球資源和太空觀測(cè)，利用微重力等空間環(huán)境開(kāi)展空間技術(shù)試驗(yàn)、航天醫(yī)學(xué)試驗(yàn)、空間科學(xué)和在軌維修技術(shù)試驗(yàn)。

4. 14個(gè)應(yīng)用載荷試驗(yàn)

天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室裝載了空間冷原子鐘、伽瑪暴偏振探測(cè)儀、寬波段成像光譜儀、三維成像微波高度計(jì)、紫外臨邊成像光譜儀等14個(gè)空間應(yīng)用載荷，這些應(yīng)用項(xiàng)目大都代表著相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際先進(jìn)水平，有望取得一批重大應(yīng)用成果，將有力促進(jìn)我國(guó)空間科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，引領(lǐng)相關(guān)領(lǐng)域科技進(jìn)步，加快推進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。

為了提高北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的導(dǎo)航精度，天宮二號(hào)搭載全球第一臺(tái)冷原子鐘進(jìn)入太空，并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。利用太空微重力條件，這臺(tái)冷原子鐘的穩(wěn)定度將高達(dá)10-16，可以將航天器自主授時(shí)精度提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

為了驗(yàn)證衛(wèi)星通信的安全性，天宮二號(hào)將試驗(yàn)從太空分發(fā)量子密鑰。密鑰分發(fā)是實(shí)現(xiàn)“無(wú)條件”安全的量子通信的關(guān)鍵步驟。量子是微觀物理世界里不可分割的基本個(gè)體。由于作為信息載體的單光子具有不可分割、量子狀態(tài)不可克隆等特性，密鑰分發(fā)可以抵御任何形式的竊聽(tīng)，進(jìn)而保證用其加密的內(nèi)容不可破譯。從原理上來(lái)說(shuō)，這種通信方式就是無(wú)條件安全的。

文_鄧薇